Aufbau der Einschaltautomatik

Die aufwändigste der drei Schaltungen, die für die Boxen benötigt wird, ist die Einschaltautomatik. Sie dient - wie der Name schon sagt - zum automatischen Einschalten des Verstärkers (bzw. des Spannungswandlers, an dem der Verstärker hängt), wenn ein Tonsignal erkannt wird.

Mein Problem beim Bau dieser Schaltung war, dass ich unbedingt dieses Feature haben wollte, aber keinen passenden IC dafür gefunden habe. So habe ich aus einigen Teilschaltungen und mit viel Probieren eine passende Schaltung entworfen, die das gewünschte macht.

Die Einschaltautomatik ist optional! Wer vor dem Bau dieser aufwändigen Schaltung zurückschreckt, kann stattdessen auch einfach einen Schalter zum Ein- und Ausschalten benutzen.


Anforderungen


Benötigte Bauteile

Anzahl
Bezeichnung
Was ist das?
Preis [Euro] / Stück
2
100 Widerstand
0,05
1
1k Widerstand
0,05
3
4,7k Widerstand
0,05
1
6,8k Widerstand
0,05
1
10k Widerstand
0,05
1
12k Widerstand
0,05
1
22k Widerstand
0,05
4
47k Widerstand
0,05
2
100k Widerstand
0,05
1
150k Widerstand
0,05
4
1N4148 Diode
0,05
1
220µF Elektrolyt-Kondensator (ElKo)
0,10
1
1000µF Elektrolyt-Kondensator (ElKo)
0,10
1
BC547C Transistor NPN
0,05
1
BD136 Transistor PNP
0,15
1
LM358N Operationsverstärker-IC
0,20
1
LM2903N Spannungsvergleicher-IC
0,20
2
Fassung IC-Fassung DIP-8
0,10


Widerstand
Diode Elektrolytkondensator BC547C
Widerstand
Diode
Elektrolyt-
Kondensator
BC547C
BD136
LM358N LM2903N IC-Fassung
BD136
LM358N
LM2903N
IC-Fassung


Schaltplan

Einschaltautomatik Schaltplan

Die Schaltung läßt sich in drei Abschnitten aufbauen und testen. Dabei werden statt der ICs zuerst Fassungen eingelötet und später die ICs aufgesteckt. Das verhindert ein Überhitzen der ICs beim Löten und führt dazu, dass sie bei Defekt leichter austauschbar sind.

  1. Der erste Teil nutzt einen Operationsverstärker, um auch bei sehr kleinen Eingangspegeln am Ende eine Spannung von > 2 mV zu erzeugen. Der Widerstand am Eingang ist notwendig, damit der Ausgang auch ausgeschaltet bleibt, wenn kein Gerät angeschlossen ist. Ist dieser Teil der Schaltung (bis Testpunkt 1) aufgebaut, kann man überprüfen, ob am eingezeichneten Punkt wirklich > 2 mV anliegen, wenn am Eingang ein Tonsignal anliegt. Wenn kein Tonsignal vorhanden ist, muß die Spannung auf 0 V absinken (mit einer kleinen Verzögerung von ein paar Sekunden). Die Verzögerung bestimmen der Kondensator und der Wiederstand, über den sich dieser wieder entleert. Die Verzögerungszeit wird mit größerem Kondensator und Widerstand auch größer. Sie sollte ein paar Sekunden betragen. Als Eingang nimmt man einfach einen der beiden Audiokanäle (links oder rechts), die man ja per Klinkenstecker von seinem angeschlossenen Audiogerät bekommt.
  2. Der zweite Teil der Schaltung detektiert diese >2 mV und liefert am Testpunkt 2 bei eingehendem Tonsignal eine Spannung von 3,5 V (die Batteriespannung) und sonst 0 V. Auch hier muß man sicherstellen, dass die Spannungen stimmen.
  3. Der dritte und letzte Teil der Schaltung verstärkt den Strom und schaltet mit Transistoren den Ausgang. Zuerst wird der am Anfang dieses Schaltungsteils liegende Kondensator aufgeladen und langsam über den Transistor (BC547C) wieder entladen. Dies führt zu der eigentlichen Ausschaltverzögerung von ca. 40 Sekunden. Die Werte vom Kondensator und auch des 10k Widerstands kann man variieren, wenn eine andere Ausschaltverzögerungszeit gewünscht ist. Am Ende dieses Schaltungsteils wird die Betriebs-LED angeschlossen (der Widerstand muß evtl. an die verwendete LED und gewünschte Helligkeit angepaßt werden) und auch die Spannungswandler-Platine. Hier testet man also vor deren Anschließen, ob die gewünschte Spannung (Batteriespannung 3,5 V) anliegt, wenn ein Tonsignal am Eingang anliegt.

Es wird nur ein LM358N benötigt, denn er enthält gleich zwei Operationsverstärker. Die Pinbelegung von LM358N und LM2903N sind identisch, allerdings ist der LM358N ein Verstärker (Ausgangsspannung deckt alle Spannungen ab) und der LM2903N ist ein Spannungsvergleicher, d.h. er hat nur eine Ausgangsspannung mit zwei möglichen Pegeln.


Pinbelegung LM358N / LM 2903N
Pinbelegung LM358N / LM2904N


Ich hoffe, dass der Schaltplan so korrekt ist und funktioniert. Ich habe selbst eine ganze Weile gebraucht, um sie funktionsfähig zu bekommen. Wer Fehler im Schaltplan findet, schickt mir bitte eine Mail!


fertige Spannungswandlerplatine
fertige
Einschaltautomatik


Stromverbrauch

Standby
1,8 mA
Ausgang angeschaltet, Verbrauch nur dieser Schaltung
28 mA
Ausgang angeschaltet, Verstärker in Betrieb, kein Ton
70 mA
Ausgang angeschaltet, Verstärker in Betrieb, Musik normaler Lautstärke
100 mA
Ausgang angeschaltet, Verstärker in Betrieb (Spannugswandler in Betrieb), Musik hoher Lautstärke
< 1 A


meine anderen Versuche

Wer eine Schaltung mit wenigen Bauteilen hat, die die gewünschte Aufgabe (s.o.) erfüllt, mit Standardbauteilen auskommt und bereits erfolgreich getestet und eingesetzt wurde, schreibt mir bitte eine Mail. Ich wäre durchaus interessiert an so einer Schaltung.